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1、1,第四章 型钢轧机,一、型钢品种与分类,型钢生产历史悠久，品种规格繁多，用途广泛，在轧钢生产中占有非常重要的位置。据统计，各类形状的型钢有1500多种，尺寸规格达3900多个。在我国型钢被广泛地应用在能源、交通、农田水利、房屋建筑等基本建设中。在我国占钢材总产量的50左右。,4-1、型钢生产概述,2,1、型钢按用途可以分成两大类：常用型钢和专门用途型钢。常用型钢有方钢、圆钢、扁钢、工字钢、槽钢、角钢、H型钢等，其断面形状如图所示。,图 4-1 常用型钢1、方钢；2、圆钢；3、扁钢；4、六角钢；5、不等边角钢；6、等边角钢；7、槽钢；8、工字钢；9、Z形钢。,3,图 4-2 专门用途型钢1、轻
2、轨；2、重轨；3、窗料钢；4、槽形弹簧扁钢；5、窗框钢；6、钢椿；7、炉蓖钢；8、矿用支承钢；9、汽车轮辋钢；10、车轮压条钢；11、履带齿片钢；12、垫板钢；13、三棱钢；14、楔形钢；15、月牙钢；16、椭圆钢；17、菱形钢。,专门用途型钢主要包括钢轨及用于汽车和拖拉机制造业、建筑业、机车车辆制造业及其它国民经济领域中，专门用途型钢断面形状如图4-2所示。,4,2、按断面形状和变形的复杂程度可以分为：简单断面型钢，如方钢、圆钢、扁钢、六角钢、角钢等；复杂断面型钢，如钢轨、工字钢、H型钢、钢椿等。3、按产品规格可以分为：大型材、中小型材和线材。4、按生产方法可以分为：热轧型钢、冷弯型钢、焊接
3、型钢和用特殊方法生产的型钢，如火车车轮、轮箍、钢球等。5、按供货方式可分为型材和线材。一般以直条方式供货的习惯上称型材，以盘卷方式供货的一般称线材。,5,表 4-1 常见的型钢规格范围,6,二、型钢轧机的分类,型钢轧机按照其用途及生产产品的规格可以分为轨梁大型、中小型及线材轧机三大类。按照轧机布置形式分为横列式、纵列式、布棋式和连续式。各种轧机的轧辊的公称直径及产品规格范围如表4-2所示。,7,表4-2 型钢轧机分类,8,三 型钢产品的主要技术要求,图4-3 H型钢断面形状及尺寸,由于型钢产品的断面形状、规格多种多样，并且其用途也千差万别，所以其技术要求也不尽相同。但从整体上看，对于所有型钢产
4、品都要从尺寸精度、表面质量及机械性能等三个方面来要求。,1、尺寸精度：对于简单断面型钢产品，其尺寸精度只要求其公称尺寸的精确性，它将直接影响到结构件的强度和金属的节约。对于复杂断面形状的型钢产品如H型钢，其尺寸精度既包括公称尺寸的精确性，还包括其形状的完美性。H型钢断面形状及各部分尺寸如图4-3。,在热轧H型钢的标准中，对H型钢不仅规定了尺寸（,）公差，还规定了形状公差，如翼缘斜度、腹板中心偏移量、腹板翘曲、断面斜度等，这样，既可以保证产品的尺寸精度，又能保证其形状的完美。,9,2、表面质量：虽然热轧型钢的表面质量要求远低于对钢板的表面要求，但亦不允许热轧型钢产品表面有过多的氧化铁皮和裂纹等，
5、这将直接影响型钢产品的使用性能。对于冷弯型钢，由于是以热轧或冷轧带卷为原料，所以表面质量要求较为严格，表面不得有气泡、裂纹、结疤、折叠、夹杂以及压入的氧化铁皮，如有特殊用途，其表面质量可以根据用户要求进行加工。,3、机械性能：型钢的机械性能将直接关系到结构件的刚度和强度，是一个极其重要的技术指标，影响型材的机械性能的主要因素有钢水纯净度、化学成分的波动及轧后的热处理工艺，这些因素针对不同产品有不同的要求。,10,四、型钢生产的一般方法,型钢的生产方法有热轧、焊接和冷弯等几种，其中热轧型钢具有效率高，能耗少，成本低，适用于大规模生产等优点，成为型钢生产的主要方法。,1、型钢的热轧生产,型钢的热轧
6、生产主要有孔型法和万能法两种。,孔型法是生产简单断面型材的主要方法。我国目前除H型钢外的所有热轧型钢产品都是采用孔型法生产的。这种方法一般是在二辊或三辊轧机上，用在两个轧辊的辊身上车削的轧槽所形成的孔型对金属进行轧制。,1）、孔型法,11,轧制型钢的孔型系统按照形状可以分为两大类：（1）简单断面孔型：包括箱形孔型、菱形孔型、六角孔型、椭圆孔型、方孔型、圆孔型。（2）异型断面孔型：一般有工字形孔型、槽形孔型、轨形孔型、T字形孔型等，如图4-4所示。,图 44 孔型按形状分类a、箱形孔型；b、菱形孔型；c、六角孔型；d、椭圆孔型；e、圆孔型；f、方孔型；g、六边形孔型；h、工字形孔型；i、槽形孔型
7、；j、角形孔型；k、轨形孔型；l、T字形孔型,12,孔型法轧制所采用的孔型都是由一对轧辊上刻槽所组成的，所以在同一孔型中，轧辊直径有明显的变化，这样，轧槽内沿轧辊直径方向各点的线速度有明显的差异，尤其是轧制异型断面型材时，使用闭口孔型或对角孔型，速度差更大，并且型材的形状不对称，压下量分配不均匀，使得孔型内金属产生附加流动，导致轧制能耗增加，孔型局部磨损严重。目前，用孔型法生产型材的孔型系统设计，经验因素尚占重要地位。这种生产方法需在轧辊上车削轧槽，轧槽都存在斜度，目的是使轧件易于正确进入孔型，又有利于轧件脱槽；并且，使轧辊重磨后能恢复孔型原有尺寸，延长轧辊的使用寿命，另外，侧壁斜度大，侧压量
8、大，有利于轧件的延伸；但轧槽的斜度就使得用孔型法无法生产出内外侧平行的经济断面型材，特别是刻槽深度受轧辊强度的限制，宽翼缘的工字钢亦无法生产。,孔型轧制法的优缺点,13,2）.万能轧制法,图 4-6 万能辊系配置,万能轧制法是1902年在卢森堡的Arbed工厂，从轧制平行翼缘工字钢（由于其形状象英文字母H，故称H型钢）开始发展起来的。,万能轧制法的孔型是由三个或三个以上轧辊所围成，故亦称多辊轧法。这种方法多用于生产H型钢、平行腿槽钢及钢轨（T字钢一般由H型钢剖分得到）。轧制H型钢时，其轧辊配置如图4-6所示。,14,孔型由布置在同一铅垂面的上、下水平辊和左、右立辊组成。四个轧辊可以在两个方向上
9、加工所要求的H型钢的断面尺寸，实现水平和垂直方向的同时压下。这种万能轧制法的特点是：轧件与轧辊之间相对滑动小，避免了钢材表面开裂，钢材表面质量得到了改善；万能法孔型速度差较小，孔型各部位磨损均匀，轧制尺寸稳定，尺寸精度比孔型法高30%以上。由于孔型磨损均匀,轧辊消耗低，据资料统计，每吨钢材轧辊消耗比孔型法降低约2公斤，并且轧辊的共用性增加；由于金属变形均匀，轧件的残余应力减小，提高了轧材的机械性能；可以用较小的辊径轧制较大规格的型材，尤其是可以生产孔型法无法生产的经济断面型材，如H型钢，从而扩大了产品品种范围。,孔型布置及其特点,15,近20年来，先进工业国家均采用万能法生产工、槽钢。国内万能
10、法生产才刚刚起步，随着科学技术的发展，孔型法生产异型断面型材将有相当一部分被万能法所取代。,应用高频焊接方法生产经济断面结构型钢是60年代发展起来的一种多能高效的生产方法，一般生产用热轧法无法生产的型材，如腰腿厚度差很大的型材，厚度小于2mm的型材或腰腿材质不一致的型材。目前，焊接成形法主要用于生产大规格（高度大于600mm）的异型型钢，高度大于1米的H型钢一般用焊接方法生产。焊接方法生产型材一般以热轧钢板或热轧带钢为原料，因此其结构件的成本比热轧型材高，但结构件重量可以减轻10左右。,2、型钢的焊接生产,主要型式：直缝焊管（ERW）、螺旋焊管、UOE焊管,16,冷弯型钢是金属板材在冷状态下加
11、工成各种形状的型钢，可以在冷拔机组、弯曲压下机组或辊式弯曲成型机组上加工。用这种方法可以生产热轧法无法生产的各种轻型型材，是带材深加工的一个重要领域。冷弯成型技术自20世纪初在世界各国获得长足进步，到80年代，仅美国已有18000条生产线，年产冷弯型钢350余万吨。我国从50年代末开始建设冷弯机组，到1982年，年产量仅为1.6万吨。近10年来，国民经济建设对钢材的品种、产量和质量提出了新的要求，冷弯型钢生产取得了较大的发展，迄今已有100余套冷弯机组，年生产能力达150万吨，共1000余种品种规格。,3、冷弯型钢生产,17,冷弯型钢的原料是热轧钢卷或冷轧带钢，也可以用钢板，原料的尺寸范围厚度
12、从0.1mm到25.4mm，宽度从10mm到2500mm，最常用的是厚度在3mm以下，宽度在600mm以下的带钢。原料的材质可以是碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金结构钢及不锈钢。一般采用含碳量在0.2%以下的低碳钢，如果含碳量较高，必须经过退火处理，否则成型时容易产生裂纹；含碳量达到0.9%以后，既使经过退火处理也不能进行冷弯成型加工。冷弯型钢的品种规格繁多，并且可以使结构件的重量减轻1520%，因此被广泛应用于建筑、汽车制造、矿山机械制造、农业及轻工机械制造、造船、交通运输、仪器仪表、民用电器等各个领域，在我国国民经济发展中起着重要作用。,18,尽管冷弯型钢品种繁多，应用广泛，但其冷弯成型
13、过程非常复杂，具有明显的几何非线性、物理非线性和边界条件非线性。因此，迄今为止，冷弯技术仍主要基于生产经验，依赖试错法（Trial and Error）获取工艺规律；并且冷弯型钢是以热轧或冷轧板为原料，其成本远远高于热轧型钢；而万能轧制技术的不断提高，热轧异型断面型材向轻型薄壁化方向发展，因此一部分冷弯型钢被热轧型钢所代替。在冷成型的型材中，还有一部分冷拔、冷轧材。最近几年还发展了冷轧带肋钢筋，它是以普通低碳钢盘条（含碳量为0.090.27%）为原料，经一道或几道冷拔减径后，最终一道冷轧成螺纹钢筋，其强度由普通热轧材的380MPa提高到500MPa,延伸率不低于8%。冷轧带肋钢筋主要用于水电站
14、坝体、混凝土公路、机场跑道、隧道、混凝土管内钢筋及混凝土梁、墙和楼板内的配筋，也可以用作大型载重车辆的腹条。,19,4-2、型钢主要生产工艺,4.2.1、大型型钢生产工艺,随着大型异型断面型材的轻型薄壁化，国外大型材生产已由孔型法过渡为万能法。近些年，随着连铸技术的进步和轧制控制手段的提高，出现了目前世界上生产成本最低的近终形异型坯连铸连轧技术（Compact Beam Production），简称CBP技术。,大型型钢的界定 一般是指80250mm的方圆钢，16号以上的工字钢、槽钢、角钢，100501200mm450mm的H型钢及38kg/m以上的钢轨。其中80250mm的方圆钢一般是作为中
15、小型轧机的坯料，所以，作为大型型钢产品的就是工字钢、槽钢、角钢、H型钢和钢轨。随着万能轧制技术的发展，普通工字钢和槽钢将被H型钢和平行腿槽钢所代替，所以，我们重点介绍H型钢和钢轨的生产。,20,一、H型钢的生产,H型钢的特点,H型钢是在普通工字钢的基础上发展起来的。工字钢曾经被广泛用在金属结构件中作梁和柱。作为梁使用时，我们希望其抗弯断面系数W尽可能大，并且重量轻，即断面面积F值小，也就是希望W/F值尽可能大；作为柱使用时，因为承受轴向压力，希望断面的极惯性矩大，所以增加腿宽。但由于孔型法生产工字钢腿宽受轧辊直径限制，并且工字钢内侧有斜度，不便于连接和组合，所以人们希望得到宽翼缘的内外侧平行的
16、工字钢。1902年世界上第一架万能轧机在卢森堡的阿尔贝德厂问世，使人们生产内外侧平行的工字钢（H型钢）的想法成为现实。,21,断面金属分配更为合理，截面系数大，重量轻，节省金属。若以H型钢取代普通工字钢，在建筑上可以减轻金属结构重量3040%，在桥梁上可以减轻1520%，在其它结构上可以减轻1025%。H型钢腿部内外侧平行，腿端部呈直角，便于组合成各种构件，与铆焊结构件相比，可以节约大量的铆钉、焊条等辅助材料，可节省铆焊工作量25%，加快施工进度，降低成本。由于采用万能法进行轧制，腿宽、厚度规格多，且外形美观，机械性能好；并且，随着万能轧制技术的进步，可以生产超轻型H型钢，其重量仅为同规格普通
17、H型钢的5575%。由于H型钢具有上述优点，使其被广泛应用于高层建筑、桥梁、闸、坝、地下铁路、起重运输、火力发电等工程建设中。,H型钢与普通工字钢相比有如下优点：,22,H型钢的生产工艺,图4-7 H型钢生产工艺流程,1）坯料准备：均采用连铸坯 小于300mm的H型钢：方坯或矩形坯；300600mm的H型钢：异形坯或近终形坯；600900mm的H型钢：板坯。2）加热：加热温度11001180 推钢连续式加热炉黑印、上下表面温差大、造成轧后产品 全长尺寸波动.步进炉：加热效果好；,23,3）除鳞：高压水除鳞（原生氧化铁皮、再生氧化铁皮对轧件的影响）一般采用四面水压喷射式高压水装置，用高压水喷冲钢
18、坯的四个表面，达到去除氧化铁皮的目的。水的压力为1520MPa。4）轧制：孔型法、万能法,工字钢生产工艺,24,H型钢的轧制,H型钢是在万能轧机上，用万能法进行轧制的。坯料经加热炉加热后，在进入万能机组之前，要在二辊或三辊开坯机上进行开坯，开坯道次可以根据万能机组的轧制能力进行选择。万能机组要求的坯料万能坯，其断面的腰腿厚度比要与成品的腰腿厚度比相匹配。,万能轧机的孔型是开口孔型，因此必须配有二辊轧机作轧边机，用来轧制H型钢的翼缘的端部，以控制翼缘宽度。,25,38,X孔型立辊带有一定的锥度，并且以水平轧制线为中心上下对称。根据国外的经验立辊的锥角=38；上、下水平辊的侧面具有与立辊锥角相同的
19、斜度。优点：有利于轧件的延伸，可以使轧件很快减薄，并且在相同的压下量的情况下，轧制能耗比H孔型低。因此，在万能粗轧、中轧机组中多采用这种孔型。缺点：定心困难,H孔型的立辊是圆柱形，水平辊侧面有0.25%的斜度（此斜度是产品公差所允许的）。精轧机必须采用这种H孔型。在少数连轧机组中，为了克服腰鼓形立辊定心难的缺点，将立辊全部做成圆柱形，而水平辊侧面斜度逐渐减小。,H孔型,26,5）热锯切,A、目的：切头、切尾、切定尺 B、计算机优化计算锯切长度检测技术C、冷锯切（为提高产品质量，轧件轧制后进入冷床冷却和矫直，然后用冷锯锯切定尺。,热锯机布置在精轧机与冷床之间的辊道一侧，至少有两台（其中有一台可以
20、移动），一般生产厂有35台热锯机。,27,6）轧件的冷却及热处理,问题：由于腰腿厚度不同，终轧温度存在一定差异，型号越大，温度差大，造成了冷却后轧件的内应力大，直接影响产品的机械性能,解决办法：A、采用立放冷却方式，且两个轧件之间留有一定距离，使腹板与腹板之间相互辐射，减缓了冷却速度；并且，腰部受上下腿遮盖，使热空气流动速度减慢，从而使腰部的冷却速度变慢，腰腿温度差明显减小。,28,利用轧制余热对H型钢进行淬火和自身回火（QST）的在线热处理工艺。具体过程是：在中间万能机组后，对H型钢腿部进行局部冷却，使腰腿温度均匀，温度控制在A3线以上50左右，然后在精轧机上轧制最后一道。在精轧机后面设有高
21、压水箱，从上、下、左、右四个方向对H型钢的腰腿喷水，进行淬火，使其表面形成马氏体，并在轧件心部冷却之前停止喷水，利用轧材心部的余热进行回火。优点：（1）屈服强度比普通轧材高100150Mpa，金相组织好，韧性好；（2）改变QST工艺条件，可获得不同机械性能的钢材，生产成本低。适合于大型H型钢，特别是腿厚在40mm左右的H型钢。,B、大型H型钢在线热处理技术进一步提高产品机械性能,29,目的：H型钢在轧制、冷却、运输等过程中，都可能产生弯曲和变形，这就需要通过矫直机矫直，使其恢复正确的形状和平直度，满足质量要求。温度：H型钢矫直温度要控制在80以下，以减少矫直后的冷却变形。设备：H型钢的矫直均采
22、用辊式矫直机，一般是711辊，大号H型钢多采用七辊矫直机。工艺：*变辊距矫直机拓宽工艺适应程度*长尺矫直工艺减小切损（每根钢在辊式矫直机上矫直时，头尾都有1/2辊距的长度矫不到），保证H型钢全长平直和形状一致。,8）其他精整工序：检查台架检查表面缺陷和弯曲情况,30,二、钢轨的生产,1、钢轨的分类：（1）用途：森林、矿山轨（9kg/m、12kg/m、15kg/m、22kg/m、30kg/m五种）；客、货运铁路用轨（38kg/m、43kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m五种）；工厂吊车用的吊车轨（70kg/m、80kg/m、100kg/m、120kg/m四种）。（2）钢种：碳素轨、
23、合金轨和热处理轨三种。碳素轨主要以碳、锰两元素来提高强度、改善韧性。合金钢轨则是以碳素轨为基础，添加适量合金元素如V、Ti、Cr、Mo等，从而提高钢轨的强度和韧性。热处理轨主要是碳素轨通过加热和控制冷却，来改善其金相组织结构，通过热处理细化晶粒，形成细珠光体组织，从而获得高强度和高韧性。（3）力学性能 普通轨：指强度不小于800Mpa的钢轨；高强轨：指强度不小于900Mpa的钢轨；耐磨轨：指强度不小于1100Mpa的钢轨。,31,2、钢轨生产的一般工艺,A、长流程生产工艺是以矿石为原料：,B、短流程工艺是以废钢为主要原料，经电炉粗炼、LF炉精炼、VD炉脱气后送连铸机铸成所需尺寸的钢坯。其后部工
24、艺与长流程工艺相同。,C、钢轨的最佳生产工艺：采用连铸异形坯，直接经万能轧机轧制，长尺冷却，长尺矫直，采用在线自动检测等项技术，流程更短，收得率更高。连铸技术，检测技术和自动化控制技术的结合,32,1）钢水的精炼和脱气,2）钢轨的轧制孔型法和万能法,孔型法轧制钢轨的孔型配置a、斜排法；b、直排法,（1）孔型法：传统的轧制方法，一般是在横列式三辊轧机上采用箱形帽形轨形孔型系统进行生产的一种方法。为了保证轧出足够宽的轨底，需要用足够高的矩形坯料，经12个箱形孔，34个帽形孔，56个轨形孔轧制成型。,33,国外某厂重轨车间采用万能法轧制钢轨的孔型系统,（2）万能法,34,万能法轧制钢轨具有如下优点：
25、钢轨在使用上的特别重要部位轨头和轨底，用立辊沿其厚度方向进行压下，因此轨头、轨底压缩比较大，如图所示；在成型过程中，由于上、下对称轧制，轧件内部残余应力小；轧辊调整自由度大，调整比较灵活；由于无孔型的局部磨损，氧化铁皮不致于卷入孔型侧壁，产品表面光滑；产品断面尺寸精度高；轧辊单位消耗大幅度下降，电能消耗减少；道次延伸率比孔型法大。与传统的孔型法相比，采用万能法轧制钢轨的小时产量提高1.8倍；轧制作业率提高10%；轧材收得率提高2%，表面缺陷减少2%，轧辊单位消耗减少20%。,a b孔型法与万能法成型过程对比a、孔型法成型；b、万能法成型,35,3）钢轨的轧后精整,（1）钢轨的冷却冷却变形的8个
26、过程；成组紧靠卧放移送,图3.213 重轨在冷床上的放置方法a、正确的方法；b、不正确的方法,由于相邻钢轨的轨头和轨底相接处，改善了冷却条件，钢轨的弯曲方向的反复变换也受到相邻钢轨的阻碍，因此冷却过程中钢轨的弯曲挠度变化比单根自由冷却时要小。为了避免在冷床上移送钢轨时对轨底踏面产生刮伤，要求钢轨在冷床上必须卧放。因为轨底踏面的任何细微刮伤，都会降低钢轨的疲劳强度和冲击韧性。因此，钢轨在送入矫直机之前的运送过程中，一般是不允许直立的。,36,（2）钢轨的形变热处理工艺即“控轧控冷技术”,指控制钢轨轧制温度、控制精轧压下量和控制轧后冷却速度，即通常所说的控温、控轧和控冷的“三控”工艺。通过控制奥氏
27、体晶粒回复和再结晶，增加钢轨变形亚晶结构，以实现钢轨的强韧化。,（3）钢轨的热处理,钢轨的热处理有多种形式，国内应用较多的是轨端淬火和轨头全长淬火。利用轧后余热淬火工艺在国外也得到了广泛应用。,轨端淬火 轨端淬火有两种方法：a、利用轧后余热向轨端喷水淬火，然后自身回火；b、在钢轨冷却后，用高频感应加热方法将轨端快速加热至800930，然后喷水急冷。冷却至450480后利用余热自身回火，所得组织为回火索氏体。,轨头全长淬火 常采用的方法是中频感应加热，然后水淬。,钢轨轧后余热在线淬火淬火速度快、生产能力高、节约能源 吹喷冷空气淬火,37,三、大型型钢轧机的基本布置型式,1、横列式（a、b）2、串
28、列式（c、d）3、半连续式和连续式（e、f，g）4、可逆连轧（h）131或132布置型式 5、采用XH轧制法的可逆连轧（i）,38,39,攀钢大型车间平面布置图（横列式布置）1、运输辊道；2、连续式加热炉；3、开坯机；4、天车；5、铁皮坑；6、升降台；7、三辊机座；8、850二辊机座；9、热锯机；10、打印机；11、弯轨机；12、冷却台；13、缓冷坑；14、常化炉；15、铣床；16、检查台；17、钻床；18、矫直机；19、检查台；20、冷锯；21、压力矫直机；22、矫直机；23、冷剪,40,图3.216 马钢H型钢厂车间平面布置（1-3-2布置）1、上料台架；2、原料称；3、加热炉；4、高压水
29、除鳞装置；5、二辊粗轧机；6、舌头锯；7、万能粗轧机组；8、万能精轧机；9、定尺热锯（一台固定，一台移动）；10、热锯定尺机；11、步进式冷床；12、冷定尺锯；13、冷锯定尺机；14、表面质量检查台；15、剖分机；16、辊式矫直机；17、堆垛收集台架；18、打包、称重机；19、改尺冷锯；20、压力矫直机；21、成品发货台架；22、成排收集台架；23、轧边机（E2预留）；24、横移台架,41,4-2、型钢主要生产工艺,4.2.2、中小型型钢生产工艺,中小型轧钢设备主要用来生产棒线材、中小型钢（圆、方、扁、角、工、槽等）产品，其中大部分属于建筑用材。据统计，2008年我国粗钢产量达到5亿吨，约占世
30、界总产量的42%。钢材消耗量达到4.5亿吨，钢材消耗量最大的7大领域所占比例分别为建筑54%、机械造船21%、汽车5.6%等。由此可见，建筑用材占据钢材消耗的一半以上。有资料显示我国棒线材和中小型轧钢产品占据轧材总量的40%以上。换句话说，中小型轧钢在轧钢领域占有重要的位置。,42,中小型型钢生产的工艺过程,43,（1）坯料准备,钢锭经初轧机和钢坯轧机开坯而成连铸坯,坯料选择,坯料检查与清理,一般用途碳素钢、低合金钢：连铸坯热送热装,特殊用途优质碳结钢、特殊钢：轧制前检查清理,抛丸探伤表面清理,44,（2）坯料的加热 目的：把坯料加热到均匀的、适合于轧制的温度。加热温度下限应比铁碳平衡相图的A
31、c3线高3050，上限比固相线低100150。普碳钢：10001150 奥氏体不锈钢：11001250 轴承钢、弹簧钢：9501050,45,连铸坯直接热送、热装工艺：将连铸车间送出的无缺陷的连铸坯，不经冷却，直接送入加热炉 补充加热，然后送入轧机轧制。,优点：加热炉燃料消耗减少4067%，加热炉产量提高2030%；减少加热时间，金属损耗减少约0.3%；减少库存钢坯量，从而减少厂房面积和设备，减少操作人员，降低投资与生产成本；缩短生产周期,46,条件：,保证生产出无缺陷连铸坯，且生产过程稳定平衡；炼钢连铸车间与轧钢车间应按统一的生产计划组织生产，并尽可能地统一安排计划检修；连铸机与轧机小时产量
32、要匹配；在装炉辊道与加热炉之间应设置缓冲区；加热炉与轧机的最大小时产量应比连铸机大2025%；加热炉能灵活调节燃烧系统；轧机应有合理的孔型设计，尽量减少换辊次数，并且采用快速换辊装置、导卫预调、导卫快速定位装置；应设置完善的计算机管理系统，在炼钢、连铸与轧钢车间进行控制与协调。,47,（3）除鳞 在加热炉与粗轧机组之间设有高压水除鳞装置，压力20MPa，除鳞速度0.81.5m/s。,（4）轧制 加热除鳞后的坯料一般要经过粗轧、中轧、精轧的若干道次轧成为成品。轧制道次与钢材品种、坯料尺寸、成品规格以及对成品的质量要求有关。比较先进的连续式中小型轧机轧制速度在1420m/s，最高轧制速度达到25m
33、/s。,48,轧制过程中的先进技术：低温轧制：将钢坯加热到低于常规的加热温度下进行轧制，以节约能源，降低成本。切分轧制：指在轧制过程中运用特殊孔型将一个钢坯沿纵向同时切分为两根或两根以上的轧件，进而以此轧出两根（或多根）成品轧材。,切分轧制孔型系统,49,控温轧制：根据钢材品种及规格，控制粗、中、精轧的轧制温度达到控制产品金相组织的目的。,某连续式小型棒材控温轧制时轧制表与冷却段布置C1、C2、C3、C4-水冷段；C5、C6附加水冷段（与钢种有关）,50,轧后余热淬火及自回火（）：根据钢材品种及规格，控制粗、中、精轧的轧制温度达到控制产品金相组织的目的。钢筋的QTB过程大致分为三个阶段：表面淬
34、火阶段（急冷段）自回火阶段 心部转变阶段脱头轧制：应用于连续式合金钢棒材轧机，拉大粗轧机组与中轧机组之间距离，使之不形成连轧。使粗轧速度可以根据轧制钢种需要进行调节。,51,无头轧制技术：应用于棒线材轧制。将刚出炉的钢坯的头部与前一根轧件的尾部焊接起来进行轧制，从而消除各钢坯之间的间隙，提高轧机生产率，减少切头和轧废。,（5）直条的定尺剪切与盘卷卷取 直条形式：根据用户需要进行定尺剪切 大盘卷：盘卷生产线进行卷取,（6）合金钢的热处理和精整 热处理抛丸矫直表面探伤内部探伤打捆包装,52,中小型型钢轧机的基本布置形式,(a)横列式(b)跟踪式(c)布棋式(d)半连续式(e)连续式,高速圆钢和螺纹
35、钢小型轧机,53,4-3、型钢轧机工作机座的机构与设计,54,一、轧辊,轧辊结构与特点:辊身有轧槽，即孔型。轧辊材料：第一架轧机，选用铸钢或锻钢；后几架粗轧及精轧机：铸铁轧辊。成品机架：冷硬普通铸铁轧辊。轧辊的尺寸参数：D，L，d，l，辊头形式及辊头相应尺寸,55,轧辊直径 名义直径D:齿轮座的中心距 工作直径D1：D/D11.4，根据咬入条件和轧辊的强度要求确定,辊身长度：取决于孔型配置、轧辊的抗弯强度和刚度,辊颈尺寸：与轧辊轴承形式和工作载荷有关,56,轧辊强度校核,辊身弯曲应力,辊颈弯曲和扭转应力,57,梅花轴头扭转应力,许用应力,58,二、轧辊轴承,胶木瓦轴承滚动轴承油膜轴承,59,三
36、、轧辊的调整装置,轧辊径向调整轧辊轴向调整,60,61,四、机架,形式：开式、闭式,62,63,4-4、型钢轧机主传动装置的结构与设计,一、主传动装置的组成及作用 作用：将电动机的运动和扭矩传递给轧辊；组成：减速机、齿轮座、联接轴、联轴节（器）,64,减速机：电动机较高转速=轧辊所需转速，n轧辊联轴节（器）：齿轮联轴节,连接轴,梅花接轴联合式接轴齿式接轴，弧面齿式接轴（高速轧机）,电机联轴节：用来连接电动机与减速机的传动轴主联轴节：用来连接减速机与齿轮座的传动轴,65,二、主要部件的结构与设计,1、安全联轴节（器）,同步电机异步电机，飞轮=安全联轴节,66,2、梅花接轴和联合式接轴,梅花接轴：
37、允许倾角12倾角普通梅花头倾角12=弧形梅花头优点：制造简单、换辊方便缺点：运转中有冲击和噪声 干摩擦条件下易磨损主要参数：梅花接轴材料：铸钢或锻钢轴套：灰口铁或者铸钢,67,联合式接轴：传动端为万向接轴型，避免了梅花接轴间隙大、冲击载荷大的缺点，改善齿轮辊的工作条件；轧辊端采用梅花接轴，保持了换辊方便的优点。,68,3、飞轮 异步电机，最大转差率12%15%，尖峰载荷持续时间不超过24s,69,4-5、型钢连轧机组,一、650型钢连轧车间工艺过程,均热炉运锭车800可逆式初轧机9000KN剪切机45角翻钢机650立辊轧机650水平辊轧机650立辊轧机650水平辊轧机1800热锯机冷床型钢矫直
38、机成品库,70,二、650立辊轧机 组成：机架、立辊传动装置、压下装置、内机架、内机架平衡升降装置及换辊装置等,71,1、立辊主传动装置,72,2、立辊压下装置,主要参数：电机功率9.5KW；转速1350rpm；两蜗轮蜗杆速比12.531;,73,3、内机架平衡及升降装置,平衡：四个液压缸，工作压力10MPa 用以平衡内机架重量。升降装置：实现内机架升降，对正孔型；内机架降至地面辊道，实现换辊。主要参数：电机功率6KW；转速5751150rpm；总速比i=20;丝杆220*20,74,4、换辊装置,75,三、650水平辊轧机,主要组成部分：主传动装置 机架机架换移装置压下装置轧辊平衡装置轨座等
39、,76,第五章 万能轧机,万能轧机是一种既有水平辊又有立辊的可逆式轧机。从用途上分：万能板坯轧机、H型钢万能轧机、轨梁瓦 能轧机和异形断面型钢万能轧机。从结构上分：普通型万能轧机、带有预应力的高刚度万能 轧机、紧凑式万能轧机。发展方向：一机多用,77,5-1 万能板坯轧机,有水平配置的二辊（或四辊）和一对立辊共同构成的轧机，用于板坯初轧机或者热轧板带开坯机。,水平辊：多采用四辊轧机，工作机座包括：压下装置、平衡装置、轧辊轴承及轴承座、轧辊、机架和主传动装置。,立辊：破鳞、调节板坯宽度、保证侧边质量、减少翻钢时间 特点：辊身较短；悬臂式、框架式,78,迁钢粗轧机,79,80,81,82,83,84,85,86,5-2 型钢万能轧机 水平辊和垂直辊在同一垂直平面内，可实现轧件在高度和宽度方向同时轧制。,万能轧机与普通二辊轧机最大的区别：有一对被动的立辊装在上下水平轴承座之间。普通万能轧机 紧凑型万能轧机,87,1、水平辊部件；2、水平辊压下装置；3、机架；4、立辊部件；5、导卫装置；6、水平辊压上装置；7、立辊调整及平衡装置；8、水平辊平衡装置；9、水平辊轴向调整装置,1,2,3,4,5,6,7,8,9,一、普通万能轧机,88,攀钢重轨万能轧机,89,90,二、CU型万能轧机,91,马鞍山钢铁公司万能轧机-达涅利公司,92,
